[发明专利]一种制备逻辑通道微流控芯片的装置及方法

说明书

本发明公开了一种制备逻辑通道微流控芯片的装置，包括高压电源、低压电源、上滑动触头、上接触开关、下滑动触头、下接触开关、气泵、储液筒、喷头、齿条、移动控制台、绝缘支架以及移动平台。通过金属环组在储液筒的周围向上移动，接入低压电源对储液筒内的纺丝溶液进行加热，喷头喷出纺丝溶液射流在高压静电场的作用下产生更强的鞭动效应，最终形成螺旋状图案，金属环组向下移动后，金属环组接地，使纺丝溶液射流形成直线状，最终制备出逻辑通道微流控芯片，该装置结构简单，易安装，操作起来简单。还公开了一种制备逻辑通道微流控芯片的方法，具有制备过程简单，快捷，以及制备的逻辑通道微流控芯片表面质量高的特点。

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，尤其涉及一种制备逻辑通道微流控芯片的装置及方法。

背景技术

静电纺丝技术是一种利用高压静电效应制备纤维丝的一种技术，其原理是在纺丝时给溶液喷头加上高压静电，在溶液喷头和收集装置之间形成高压静电场，带电的溶液在高压静电场作用下在喷头处形成泰勒锥，后从锥尖喷射形成纺丝射流，最终在收集装置上沉积出一定形态的纺丝纤维。在静电纺丝中电场力的大小、作用的时间会对形成的纺丝纤维结构有一定的影响。具体为：当溶液喷头和收集装置较近时，纺丝射流直线射向收集装置，在收集装置上形成直线纤维，这种方式被称为近场电纺直写；当溶液喷头和收集装置较远时，纺丝射流在向收集装置运动时会发生鞭动，在收集装置上形成的是互相缠绕交叉的纤维，这种方式被成为远场静电纺丝。

微流控芯片实验室是指在几平方厘米甚至更小的结构体上构建微型化、集成化、自动化的生物化学实验分析平台，能够在微升、纳升尺度下操控流体进行一系列的物质间相互作用，所以，由于这种装置尺寸较小，形似集成电路芯片，又能够进行生化实验反应，所以称之为微流控芯片实验室。逻辑通道微流控芯片属于微流控芯片中的一种，包括了螺旋通道和直线通道，是一种选择在螺旋通道或直线通道中流通液体的微流控芯片，具有逻辑选择通道的功能。

常用制备逻辑通道微流控芯片的材料有：硅、玻璃，采用的方法为铣刻、光刻，如中国发明专利CN201310203736.4的高分子聚合物，采用的方法为模塑、压印。但是这些方法主要存在使用的仪器设备较高端、操作复杂、制备流程复杂、产品表面质量不佳的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种制备逻辑通道微流控芯片的装置，通过金属环组在储液筒的周围上移使射流产生鞭动效应，金属环组下移对高压静电场产生集中约束的作用，制备逻辑通道微流控芯片。

本发明的上述技术方案是通过以下方式实现的：

一种制备逻辑通道微流控芯片的装置，包括高压电源、低压电源、上滑动触头、上接触开关、下滑动触头、下接触开关、气泵、储液筒、喷头、齿条、移动控制台、绝缘支架以及移动平台。储液筒内装有纺丝溶液，储液筒的顶部设置有端盖，端盖的中心处开设有连接孔，气泵的出口管道与连接孔连接，气泵用于向储液筒内送入压缩气体。储液筒的底部与喷头连接，储液筒的外壁套设有金属环组，金属环组环与储液筒的外壁存在间隙，金属环组围绕在储液筒的周围。金属环组与绝缘支架焊接，绝缘支架的右端与齿条固定连接，固定齿条与移动控制台连接；喷头与高压电源连接，高压电源用于产生高压静电场。上接触开关的顶部与低压电源连接，低压电源用于时金属环组带电。金属环组用于向储液筒内的纺丝溶液加热。

金属环组包括上金属环、中金属环以及下金属环。上金属环、中金属环以及下金属环同轴等距竖直焊接在绝缘支架上。上金属环与上滑动触头的一端连接，上滑动触头的另一端与上接触开关连接，上滑动触头与上接触开关适配，上滑动触头在上接触开关内上下移动。

下金属环与下滑动触头的一端连接，下滑动触头的另一端与下接触开关连接，下滑动触头与下接触开关适配，下滑动触头在下接触开关内上下移动，下接触开关接地，金属环组用于集中高压静电场。

移动平台位于喷头正下方，移动平台在喷头下方左右移动，移动平台上放置有底层PDMS(即聚二甲基硅氧烷，以下简称PDMS)基底，底层PDMS基底接地。